Reconstitution de plusieurs series lithostratigraphiques mésozoiques et analyse de tectoniques alpines synmétamorphiques, des Alpes cottiennes septentrionales, a l'E de Briancon, et de la Corse alpine meridionale au SE de Corte. Etude de cinq exemples de secteurs-clés qui montre l'imbrication des divers problèmes lithostratigraphiques, tectoniques et pétrographiques. Reconnaissance au sein des schistes lustrés de plusieurs types de séries lithostratigraphiques: 5 en corse, 6 dans les Alpes cottiennes. Mise en évidence de superpositions anormales majeures, puis de trois phases principales de déformations synschisteuses. Evolution des cristallisations et des recristallisations métamorphiques associées à chacune des générations de structures synschisteuses.

Ce travail regroupe un ensemble de chapitres traitant de différents aspects des granulites, en mettant l'accent sur les compositions basiques. Ces chapitres sont indépendants, mais sont reliés entre eux par des renvois de l'un à l'autre. La première approche pour l'étude des granulites est géochimique: il est montré, dans un article en collaboration avec Andriambololona D., que les éléments de transition, peu affectés par le métamorphisme, peuvent être utilisés pour caractériser les métabasites. La suite du travail est consacrée à une étude pétrologique des formations granulitiques de Madagascar et du Massif Central français. Au chapitre II, l'étude détaillée d'un assemblage coronitique à HB-Ky-Ga est l'occasion de proposer une grille pétrogénétique dans le système CMASFH. Cette étude explique clairement les associations observées, soulève le problème de la rareté du disthène dans ces roches et apporte une explication graphique à la diversité des associations minéralogiques observées dans les métabasites qui sont décrites dans les chapitres suivants. Dans les chapitres III et IV, sur l'exemple d'un massif troctolitique, on montre la diversité de faciès pétrographiques qui peut être obtenue au cours d'un métamorphisme isochimique ou métasomatique, avec variation de la pression des fluides. Des associations faisant intervenir des minéraux rares sont décrites: sérendibite, clintonite, staurotide magnésienne, saphirine. On s'interroge sur les relations chronologiques entre le métamorphisme et la métasomatose ; contemporains ou non ? Un parallélisme est fait avec les grospydites dont le problème de l'origine se pose dans les mêmes termes. Dans le chapitre V, est présentée une étude pétrogénétique d'un complexe gabbro-anorthositique du Sud malgache, formation semblable aux classiques suites anorthositiques (Adirondacks, par ex.). Le chapitre est divisé en trois parties : (1) description pétrographique détaillée des différents faciès ; (2) évaluation quantitative des paramètres extensifs du métamorphisme, grâce à une utilisation systématique des principaux géothermobarométriques conventionnels ; (3) discussion sur la mise en place du complexe plutonique et les relations avec le métamorphisme. L'étude des métasédiments associés à ce complexe (chapitre VI) confirme les évaluations thermodynamiques du chapitre V. C'est aussi l'occasion de décrire quelques associations rares à kornérupine, grandidiérite, Sp-Qz, etc. Le chapitre VII décrit la seule éclogite de basse température actuellement connue dans le précambrien: les implications géotectoniques sont discutées. Le chapitre VIII porte sur l'étude d'un métamorphisme de très hautes températures. Des conditions supérieures à 1000°C auraient affectées des métavolcanites métasomatisées. Il est intéressant de remarquer que ces conditions extrêmes passent totalement inaperçues en utilisant les géothermomètres usuels, puisque ceux-ci indiquent des températures de 600 à 700°C ! En guise de conclusion, s'appuyant sur les données pétrologiques recueillies, un modèle géodynamique faisant appel à une extension lithosphérique, suivi d'un épisode compressif, est proposé. Celui-ci s'intègre dans le modèle collisionnel envisagé pour la ceinture mobile mozambicaine, dont Madagascar représente la bordure orientale.

Cette thèse présente une analyse structurale et thermique des marges passives crétacées inversées dans la Zone Nord Pyrénéenne (ZNP). L'application du paléothermomètre RSCM (spectrométrie Raman de la matière carbonée) sur plus de cent échantillons répartis à travers la ZNP permet de préciser l'évolution thermique de la déchirure continentale. Un métamorphisme de haute température (450 à >600°C) se développe particulièrement au droit de zones ou la croûte continentale est extrêmement amincie voire éliminée. Les sédiments pré- et syn-rift sont marqués par une intense déformation ductile. L'analyse à l'EBSD des fabriques minérales indique une déformation de Haute-température contemporaine du métamorphisme HT-BP. Les conditions de mise en place crustale des péridotites et leur exhumation localisée sont examinées dans les localités d'Urdach, Saraillé-Tos de la Coustette, Moncaup, Lherz, Caussou-Bestiac et Salvezines. Les résultats indiquent un boudinage de la croûte continentale au cours du processus de rifting. Des décollements de couverture, principalement localisés dans les évaporites triasiques conduisent à la superposition directe des sédiments pré-rift sur le manteau exhumé. La notion nouvelle de soutirage crustal est introduite pour désigner ce processus dans lequel l'écoulement gravitaire ne joue pas un rôle principal. La caractérisation sédimentologique, pétrographique et isotopique (O et C) des différentes formations de brèches et ophicalcites observées à proximité des corps de péridotites permet de reconstituer les étapes de l'exhumation du manteau en pied de marge. Enfin de nouvelles datations permettent de mieux contraindre le calendrier des évènements successifs.

Cette étude intéresse la Vanoise septentrionale et plus précisément les massifs de la Grande Sassière et du Mont Pourri, dans la région de SainteFoy-Tarentaise et de Val d'Isère. A. DEUX DOMAINES PALEOGEOGRAPHIQUES SONT DISTINGUES. 1- un domaine briançonnais externe : Il comprend, reposant sur un substratum paléozoique (socle anté-Namurien et Permien l.s), des terrains mésozoïco-cénozoiques allant du Trias au Paléocène, voire à l'Eocène ? Subsident à sédimentation calme pendant le Trias, ce domaine est bouleversé, à partir du Lias , par une phase distensive qui a pour conséquence le dépôt de séries sédimentaires réduites riches en niveaux bréchiques et en lacunes stratigraphiques . Malgré la grande diversité des colonnes stratigraphiques étudiées, cinq ensembles de séries briançonnaises sont individualisables. Ce sont: a- les séries de Val d'Isère montrant généralement un Trias épais et localement d'imposantes brèches (brèches de la Tsanteleina et du Santel). b- Les séries du Clou. Elles présentent généralement, sous les discordances post- triasiques, un Trias très réduit (par érosion ?) . c- Les séries du Chevril, affleurant modestement elles montrent des séries incomplètes. d- Les séries du haut val de Rhêmes, en position interne et limitées à des Marbres chloriteux (Crétacé supérieur - Paléocène) peu épais transgressant directement le substratum Paléozoique de la Pointe de la Traversière et du haut Val de Rhêmes . e- La série de Vanoise occidentale en position externe, n' affleurant pas dans le secteur étudié. Elle est caractérisée par un Dogger marin à Mytilus (F. Ellenberger, 1958), et représente la couverture stratigraphique du substratum du Mont Pourri et d'Archeboc. 2- la nappe des schistes lustrés : Issue du domaine piémontais interne ou liguro-piémontais, elle n'a pas, sur le secteur d'étude , de série sédimentaire à proprement parler: c'est une puissante formation de calcschistes sombres plus ou moins marmoréens dans laquelle viennent s'interstratifier localement des métabasites . Des serpentinites viennent par ailleurs jalonner la base de la nappe. L'âge précis de cette formation mésozoïque nous échappe encore en l'absence de datation paléontologique. B. DU POINT DE VUE STRUCTURAL ET METAMORPHIQUE. Les terrains ont été affectés par une tectonique compressive polyphasée et par d'importantes recristallisations métamorphiques. La chronologie de ces événements, qui se sont vraisemblablement déroulés à partir de la fin de l'Eocène supérieur, reste malheureusement relative puisque rien ne permet de les dater avec certitude. Se succèdent dans le temps : 1°/- Une phase de chevauchements cisailIants prècoces de nature polyphasée, qui voit la mise en place initiale de la nappe des shistes lustrés sur la zone briançonnaise interne. Cette phase engendre un intense écaillage de la zone briançonnaise interne duquel naissent dans le secteur d'étude, plusieurs ensembles structuraux: - le substratum paléozoIque du Mont Pourri et d'Archeboc - l'écaille paléozolque des Brévières; - les écailles de couverture des secteurs de Val d'Isère, du Clou et du Chevril ; - le substratum paléozoIque de la Pointe de la Traversière et du haut Val de Rhêmes muni de sa couverture crétacée. Cette phase , synchrone ou légèrement postérieure au rubanement métamorphique (schistes bleus) du Briançonnais interne. conduit ainsi à l'élaboration d'un édifice de nappes complexe. 2 °/- La déformation des chevauchements cisaillants précoces : Les chevauchements constituant l'édifice de nappes précédent sont déformés par des plis couchés assymétriques ou sub-isoclinaux de direction moyenne Est-Ouest à Ouest - Nord-Ouest - Est - Sud-Est auxquelles se superposent localement des structures de direction Nord-Est - Sud-Ouest. Cette déformation s'accompagne de recristallisations métamorphiques dans le faciès schistes verts. Pour expliquer les enveloppements complexes des unités structurales, nous proposons un modèle basé sur l'existence de structures encapuchonnantes kilométriques, de directions pré-citées . Celles-ci déforment l'édifice de nappes (comprenant à la fois les écailles briançonnaises et la nappe des Schistes lustrés) en mégaplis (anticlinaux et synclinaux) de fourreaux de nappes . Contrairement à la phase de chevauchements précoces (obduction du matériel piémontais), nous aurions ici une phase de serrage intense de la marge (hypercollision). 3°/- Une phase de chevauchements cisaillants tardifs transporte l'édifice de nappes sur la zone briançonnaise externe ( zone houillère) et individualise finalement les grands ensembles morphostructuraux du secteur d'étude comprenant entre autre la klippe de la grande Sassiére. Les premiers jeux décrochants dextres des failles Nord-Ouest - Sud-Est de la vallée de l'Isère pourraient être contemporains de l 'avancée de ces chevauchements tardifs. 4°/- Une phase de bombements donne naissance à des ondulations à grands rayons de courbure et a pour conséquence principale de basculer vers le Nord-Ouest, dans la partie Sud-Est du secteur d 'étude, les plans de chevauchements tardifs leur donnant ainsi une allure de rétrodéversements. Cette phase, probablement Miocène ?, précède ou accompagne le jeu (décrochant et normal) d'accidents auxquels on pourrait rattacher l'accident du Chardonnet - Val de Rhêmes et les failles récentes de la vallée del'Isère.

Ce travail traite des minéralisations liées aux différents types de formations du Massif de Vanoise méridionale - la série des micaschistes gris paléozoïques, anté -namuriens constituant "le socle" ; - la série siliceuse permienne et permotriasique , - la série carbonatée mésozoïque. Un certain nombre de problèmes concernant la métallogénie de Vanoise méridionale sont l'objet de ce travail : - Quelle est l'origine première de ces diverses minéralisations ponctuelles ? - Les concentrations géochimiques anormales ont-elles précédé, accompagné ou succédé le métamorphisme alpin de haute pression ? - Ce dernier a-t-il eu une influence sur la répartition actuelle des éléments métalliques ? - y-a-t-il eu des remobilisations au cours des phases métamorphiques récentes ? - Doit-on faire intervenir des processus hydrothermaux ? - Quelle est l'importance des concentrations diagé nétiques ? Ont-elles existé ? - Quel est le rôle de la tectonique alpine dans la mise en place des ensembles filoniens du massif de Chasseforêt ? - Quel est l'âge de ces minéralisations ?

Les éclogites témoignent, pour la plupart d'entre elles, de l'existence de lambeaux de paléocroûtes océaniques affectées par des conditions tectonométamorphiques très intenses. Ces roches représentent généralement les premiers épisodes de la formation des chaînes de montagne, avant les phénomènes de collision continentale. L'étude géochronologique et géochimique des éclogites est fondamentale car elle apporte d'une part de nombreuses contraintes à la géologie des massifs cristallins étudiés, et permet d'autre part de caractériser le comportement des systèmes isotopiques \ lors d'un métamorphisme de haute grade. - L'ensemble des résultats géochimiques et isotopiques montre que la maiorité des * protolithes des éclogites étudiées provenant du Massif Armoricain (Champtoceaux-Léon) et des massifs externes alpins (Aiguilles Rouges-Belledonne- Argentera) sont comparables aux basaltes de rides' médio-océaniques actuels. - L'étude géochronologique U-Pb sur zircons a révélé une large gamme d'âges de magr:natisme initial de ces métabasites. Les résultats sont divisés - en d eux groupes : les âges précambriens et les âges paléozoiques. Un modèle de faible contamination, ion géochronoches qui propose qu'une très faible contribution crustale introduise une informat logique erronnée sans perturber les caractères géochimiques des roches étudiées, permet d'interpréter la diversité des âges précambriens obtenus. Dans les deux domaines étudiés, le magmatisme océanique d'âge paléozoique a été daté en deux époques distinctes :460-500 Ma et 350-380 Ma. - Le métamorphisme éclogitique est lui -même constitué de plusieurs époques : (1) précoce : 480 Ma, (2) majeur 400-440 Ma et (3) tardif à 350-370 Ma. Ceci permet de proposer la fermeture de plusieurs domaines océaniques et une évolution non-synchrone de l'ensemble de la chaîne Hercynienne. - Dans la chaîne Alpine, les âges obtenus par U-Pb * sur zircons 286 Ma (magmatisme) pour le métagranite éclogitique du Mont Mucrone et 117 Ma (métamorphi ~ me) sur une métaquartzite éclogitique du massif de Dora-Maïra permettent de corréler les âges obtenus avec les conditions P-T du métamorphisme le système U-Pb du granite n'a pas été modifié par le métamorphisme PH-BT, au contraire l'événement HP-HT a été enregistré par les zircons d'un sédiment.

Les roches métamorphiques ou les matériaux industriels voient leur composition minéralogique évoluer lorsqu'ils sont soumis à des déséquilibres thermomécaniques, c'est-à-dire à une évolution spatiale ou temporelle de la pression et de la température, ou des déséquilibres chimiques comme des variations des conditions redox, du pH... Par exemple, à basse température, les roches sous l'influence des processus métamorphiques ne se rééquilibrent que partiellement, sauvegardant ainsi des équilibres thermodynamiques de manière locale et augmentant leurs hétérogénéités chimiques spatiales. La compréhension de tels systèmes en évolution P-T et le déchiffrage des modalités de leur évolution minéralogique impliquent de reconnaître et de caractériser la taille de ces « paléo équilibres » locaux, et donc d'avoir une information chimique spatiale au moins en 2 dimensions. Afin d'obtenir cette information, des images microsondes de fluorescence X ont été utilisées. Pour accroître leur potentiel et les employer à des fins thermobarométriques, des scripts informatiques ont alors été développés sous Matlab. Ils permettent de quantifier ces images semi-quantitatives mais également de les coupler avec la technique thermodynamique des multi-équilibres afin de produire des cartes de P-T de formation des minéraux.<br />Comme le montrent les premières applications réalisées sur deux métapélites provenant de la ceinture schiste bleu de Sambagawa au Japon et de la zone éclogitique préservée de la chaîne Calédonienne au Spitzberg, les cartes chimiques quantitatives sont très riches d'enseignement sur l'histoire métamorphique d'une roche. De ces cartes chimiques ont été dérivées des cartes de P-T-temps-redox-déformation d'échantillons, permettant de caractériser les conditions P-T de formation des minéraux et donc le chemin P-T de l'échantillon, l'état d'oxydation du fer dans la phase chlorite, de souligner la relation entre déformation et cristallisation, de proposer une chronologie relative de cristallisation des minéraux et des déformations. La carte de la teneur en Fe3+ dans les chlorites calculée par la thermodynamique a également été validée grâce à une cartographie µ-XANES au seuil K du fer mesurée à l'ESRF (ID24) avec une méthode innovante.<br />La dernière application concerne une étude expérimentale de matériaux argileux, principaux constituants d'un modèle analogique d'un type de site de stockage de déchets nucléaires. Les images chimiques ont permis de caractériser en 2 dimensions l'évolution minéralogique des argiles vers des pôles riches en fer. Elles ont également été utilisées comme données de base pour la réalisation d'un modèle numérique 2D par éléments finis visant à estimer le coefficient de diffusion du fer dans les argiles à basse température, donnée importante pour modéliser la déstabilisation au cours du temps d'un site de stockage de déchets radioactifs.

Depuis au moins 540 Ma deux grands systèmes de subduction coexistent sur Terre : d'une part, les systèmes de subduction-collision (chaînes Hercynienne, Himalayenne ou Alpine) et d'autre part, les systèmes de subduction de type péri-pacifique. Pour ces derniers, l'avant-arc constitue une zone clef pour retracer l'évolution de la subduction au cours du temps. En effet ces zones au contact avec le slab peuvent enregistrer des événements tectoniques et/ou des conditions métamorphiques variées (e.g. formation de " paired metamorphic belts "), qui sont autant d'indicateurs du contexte géodynamique. Le massif métamorphique de El Oro en Equateur est un exemple exeptionnel où une section complète et basculée de l'avant-arc Triasique est préservée. L'ensemble est constitué d'une série métasédimentaire de bas à haut grade métamorphique intrudée par des granitoïdes de type S, juxtaposé avec un laccolithe gabbroïque et des schistes bleus. Ce travail de thèse s'est concentré sur l'étude du métamorphisme de haute-température basse-pression et ses relations les schistes bleu. Afin de contraindre l'événement tectono-métamorphique affectant l'avant-arc Equatorien au Trias et la formation d'une "paired metamorphic belt", nous avons utilisé des outils structuraux, métamorphiques, géochimiques, géochronologiques et de modélisation thermique. Nos résultats montrent que durant cette période l'avant-arc Equatorien connait un intense épisode de fusion partielle en régime extensif. La base de la croûte est migmatisée sur une épaisseur de 10km. Les estimations Pression-Température indiquent que les conditions de fusion partielle varient de 4.5 kbar et 650°C pour la partie supérieure métaxitique et jusqu'à 7.5 kbar et 720°C pour la partie inférieure diatexitique. La gradient géothermique inféré est divisé en deux segments : un segment supérieur caractérisé par un gradient de 40°C/km et un segment inférieur caractérisé par un gradient quasi-isothermique. L'absence de paragénèse de ultra-haute température est attribuée à la grande fertilité du protolithe métasédimentaire. Les résultats géochimiques montrent que les plutons granodioritiques sont issus d'un mélange entre : (1) les liquides de fusion partielle produit par la réaction de deshydration de la muscovite des métasédiments et (2) un magma basique. Les âges U-Pb sur zircons et monazites révèlent que l'événement anatectique fût bref entre 229 et 225 Ma. La source de chaleur à l'origine de l'événement thermique est attribuée à la mise en place d'un pluton gabbroïque à ~ 230 Ma en base de croûte. Successivement, se sous-plaque les schistes-bleu refroidissant rapidement l'avant-arc. L'événement anatectique observé dans le massif de El Oro au Trias s'insrit à plus grande échelle au sein d'une large anomalie thermique affectant l'ensemble du continent sud Américain entre 260 et 220 Ma. Durant cette période la marge est un soumise à un régime extensif accompagné d'un important magmatisme d'origine crustal, principalement en position d'arc et d'avant-arc. Nous attribuons cette anomalie thermique d'ampleur continental à une "avalanche mantellique". A la lumière du contexte géodynamique globale nous inteprétons la formation de la paired metamorphic belt de El Oro à la rupture du slab.

Le monzogranite hercynien de Costabonne est intrusif dans une série précambrienne à cambrienne. Des roches métasomatiques se sont développées dans l'auréole de contact. L'étude des différentes séquences métasomatiques développées dans les métasédimants et d'une minéralisation en scheelite postérieure est un des objectifs d'un projet CCE. Les deux résultats principaux de ce travail sont : (1) Un modèle d'évolution de la lithologie "marbre à brucite" (2) un modèle expliquant la variation des paragénèses des zones dans les veines métasomatiques.

Cette étude montre que le domaine para-autochtone est, en fait, un ensemble structuralement hétérogène, une juxtaposition d'unités septentrionales (zone axiale) et d'unités méridionales (nappes du versant sud). En ce qui concerne la couche minéralisée de la mine de Salsigne, l'hypothèse d'une minéralisation stratiforme volcano-sédimentaire exhalative est mise en doute, elle s'intègrerait plutôt a l'ensemble des minéralisations filoniennes du district de Salsigne.